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2-genesis.md

File metadata and controls

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19.2 SHA256 與 Genesis Block

Step 1：定義區塊資料結構

根據 22.1 節的說明，區塊的資料結構包含 4 個欄位如下：

  • hash：區塊的 hash ID
  • previousHash：紀錄前一個區塊的 hash ID
  • timestamp：區塊建立的時間
  • merkleRoot：區塊的 merkle tree

以 Node.js 來實作此資料結構，方式是以 function 關鍵字來定義 Block 類別（Class）：

function Block(block) {
	this.hash = block.hash || '';
	this.previousHash = block.previousHash || '';
	this.timestamp = block.timestamp || new Date();
	this.merkleRoot = block.merkleRoot || {};
}

Step 2：生成 Hash ID

每個 Block 都有一個獨一無二（uniquely）的編號，這個編號是使用 SHA256 演算法產生，稱之為 Block Hash（即 Block Hash ID）。

Genesis block 的 hash ID 要如何生成呢？原則上是使用 SHA256 演算法來產生，當然開發者也能自行定義 Block Hash 的生成方式。在這篇教學裡，筆者打算根據 Merkle tree 的演算法來生成 Hash ID。

Merkle tree 同樣是使用 SHA256 演算法來產生 Hash ID，標準的 Merkle tree 會使用二次的 SHA256 來計算出 hash ID，這樣的做法也稱為 double SHA256。本文的 Block Hash 就以 double SHA256 來產生。

Node.js 內建的 crypto 模組，就提供了 SHA256 演算法函數。先引入 crypto 模組：

var crypto = require('crypto');

使用 createHmac 函數，計算出第 1 個 hash 值，用法如下：

  • 第 1 個參數，填寫 sha256
  • 第 2 個參數，填寫 secret：任意一段句子即可

執行後，createHmac 會建立 Hmac 的實例化（instance），再呼叫 Hmac 物件的 update 函數，並傳入一段本文來進行 sha256 編碼運算。完成後，呼叫 digest 將結果轉為 hex 格式。

完整範例：

var secret = 'blockchain developer';

var hash1 = crypto.createHmac('sha256', secret)
                   .update('created by jollen')
                   .digest('hex');

得到第 1 個的 hash 值。接著，使用這個 hash 值做為新的 secret，進行第 2 次的 hash 運算：

var hash2 = crypto.createHmac('sha256', hash1)
                   .update('powered by flowchain')
                   .digest('hex');

console.log(hash2);

輸出結果：

dd0e2b79d79be0dfca96b4ad9ac85600097506f06f52bb74f769e02fcc66dec6

這就是 genesis block 的 hash ID 了。

Step 3：定義 Genesis Block

建立 genesis block 最簡單的方式，就是直接「定義」它。建立一個名為 config.js 的檔案，並且直接定義好 genesis block 的欄位資訊：

// Filename: config.js
'use strict';                                                                                              

exports.genesis = {
    hash: 'dd0e2b79d79be0dfca96b4ad9ac85600097506f06f52bb74f769e02fcc66dec6',

    prevHash: '0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000',

    timestamp: new Date(),
    
    merkleRoot: {}
};

Step 4：建立 Genesis Block

終於來到歷史性的一刻了。先引入事先準備好的 genesis block 定義：

var config = require('../config.js');

接著，再實例化 Block，得到的物件，就是 Genesis Block 了。

// Filename: index.js
var genesis = new Block(config.genesis);

後續可以將 genesis 物件，儲存在 NoSQL 資料庫裡。

小結

創建出 Genesis Block 後，下一個步驟就是幫它加入一個空的 merkle tree。